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悬崖上的物理学家百家故事人物 [复制链接]

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本篇文章收录于百家号精品栏目#百家故事#中,本主题将聚集全平台的优质故事内容。读百家故事,品百味人生。

为什么选择这样的路?这个世界上的确不乏绝路上求生的人,但他们往往是因为没得选,一出生就在悬崖上,没有退路,只能向上走。可从任何角度看,退路一直摆在这些人面前。数不尽的物理专业人士在金融和IT行业取得成功,即便不转行,为什么不回到费米实验室,回到CERN,回到纯粹的物理学里,离开这个地下室?

他们用不同的方式给出了同一个答案——因为在这条路上,人不孤独。

李斐然

编辑|槐杨

摄影|尹夕远

抉择时刻

抉择是在星期天早上到来的。早上8点,王贻芳突然收到了很多新消息,大家提醒他去看一篇文章,诺贝尔物理学奖得主杨振宁写的《中国今天不宜建造超大对撞机》。

那是年的9月。王贻芳是中国科学院高能物理研究所所长,一个实验物理学家。文章里面提到的对撞机,就是他当时正在提案讨论的CEPC实验项目。这是一项高能物理领域的大科学实验,一旦建成,它将成为世界上最大的粒子对撞机,成为粒子物理研究的前沿工具。但它造价高昂,建造周期长,难度也很大,所以一直存在反对意见。杨振宁发表于知识分子的文章代表了其中关键的反对意见,包括美国在建造大对撞机上有过失败前例,作为发展中国家的中国建造大对撞机不能解决燃眉之急,也会挤压其他学科经费,等等。

王贻芳找周围的人商量,这个反对意见,要不要回应一下?

大部分人劝他别回复。王贻芳问娄辛丑的意见,娄是CEPC项目经理,高能粒子物理专家,参与过6个前沿物理实验,他还作为当事人,亲历了美国SSC对撞机项目的争议。他告诉王贻芳,你要是想回应也可以,那你要做好长期论战的准备。大部分人没太大兴趣听你说实验的复杂,大家只想知道一个简化的对错。

高原宁是CEPC的机构委员会主席,当时在清华大学高能物理研究中心当主任。他是一个大大咧咧的人,永远乐观,常常说自己身上有东北人的野,山东人的犟,当院长的君子风范不总有,当土匪的勇气还是常在的。他虽然一开始也不同意,但是最后还是支持王贻芳公开回应,科学精神想在中国落地的话,这样的练习过程必不可少,公众也需要一个机会,参与到公共讨论之中。

那天从上午到下午,王贻芳写了一份字的回应,题为《中国今天应该建造大型对撞机》,逐条回应了反对意见,为什么美国SSC会失败,怎么做才能不去重蹈覆辙,经费具体是如何规划的,第二天公开发表了出来。

我这个人比较直接,我不愿意隐瞒自己的观点,无论对我有利的也好,对我无利的也好,我不愿意说假话。科学上这种事很多,这样也行,那样也行,没有办法说一定是这样才是对,那样就不对。遇到大家有不同意见的时候,可能有人觉得我为什么这么强硬,这么坚持,那我认为是我看清楚了这个结果,把道理想清楚了,这是个学术的问题。既然我已经看清楚,那当然我会坚持。王贻芳告诉《人物》。

王贻芳是一个强硬的人,所有人都这样说,他的反对者是这么想的,他的同事、朋友、学生也都这样认为。乍看上去,他的履历是一份强者选择的人生,恢复高考后第一批应届大学生,在南京大学读了分数最高的人才进得去的物理系,毕业后成为著名实验物理学家、诺贝尔物理学奖得主丁肇中亲自面试选拔的学生,作为最早一批物理专业留学生,跟随丁肇中做前沿实验,他在这个行业最顶尖的几个中心——欧洲核子研究中心(CERN)、MIT、斯坦福大学—都工作过,最终回到中国,主持了我国在中微子领域最大的国际合作项目大亚湾中微子实验。

只有深入其中,才会发现稀疏出现的不自洽。很多关键抉择并不是他的决定,学核物理是学校分配的,参加丁肇中的面试是导师催他去的,即便到了CERN,他的研究方向多半是边缘课题,选择的理由是没有人做。他说,自己其实最不喜欢跟人打交道,现在天天跟人打交道,那是没办法,是为了科学目标。上大学的时候他担任过学生杂志主编,他说,当时是走在路上,有人拉他去参加知识竞赛,他不好意思拒绝,跟着去了,结果拿了奖,辅导员催他也得给系里做贡献,出一份杂志。我不是一个学生积极分子,都是阴差阳错,被逼无奈,被裹挟着往前走。他说你帮个忙吧,把这事做了,你说我怎么办,我也没法拒绝,也不好意思拒绝。

为什么不可以拒绝?你不是一个强硬的人吗?

可是我不是这样的人啊,他让做就做了呗,我不是一个自己非得怎么着的人。他回答时的表情,是解释争议挨骂的时候都没有出现过的为难。我不拒绝被裹挟,应该这么说,我也不能说我是随和,估计周围的人都不会这么认为,但是在很多事情上,至少我判断这事大问题没有的话,我可以随着大家走,跟着大潮流往前走,没问题。

后来的很多选择,都证明了这种强硬的反面。所有学生都说怕他,怕的是跟他讨论科学问题,一旦买房缺钱了都知道,找他帮忙一定借。他甚至包容了写文章攻击过他的人,对方后来有事求他,他也没拒绝。

一个只有物理领域内部的人才能察觉的矛盾是,高能物理实验是一个以10年为最小时间单位的学科,粒子物理实验的问题都非常复杂,要花一个10年研究准备,又一个10年建出来,再一个10年进行实验,至于有没有好结果,也许又要一个以10年为尺度的等待。一个实验物理学家一生常常只有机会做一两个大实验。王贻芳的学术兴趣在于中微子研究,他也已经完成了一个实验,赢得了声誉。建造CEPC这样的对撞机,给他自己带来的只有争议,他在上面做不了自己的实验,而且他今年已经58岁,等它能建出来,他也早就退休了。

争议当中围绕他的一个质疑在于动机,这个人如此坚持,图什么?然而,这个质疑应当指向一个更准确的命题——让一个不拒绝随波逐流的人,不顾反对,非要坚持到底的事,究竟是什么?

烈日之下

高原宁和王贻芳是同龄人,年代在CERN做实验的时候,他就认识了这个人。当时他觉得,王贻芳是一个跟自己相反的人。他所在的实验组自由散漫,老大是一个随和的诺奖得主,开会坐最后一排。而王贻芳在丁肇中的实验组,导师以强悍著称,那是实验物理世界定义了闻风丧胆的地方。王贻芳做过整个实验组唯一的学生组长,他的个子不高,脸上永远严肃,是出了名的强悍,跟同事争论争了一年也不退让,曾在组内都认定不可能的情况下,精确测量了陶轻子的极化。他是一个强悍的导师带出来的强悍的弟子。

直到后来回国共事才发现,王贻芳和自己一样,都是那种甲壳坚硬、内里柔软的贝类动物。

最开始的时候,他们都不是非得怎么着的人。高原宁是从牡丹江考上的北大物理系,年的大学生,但他到了北大最常做的事情是上课睡觉。一米九五的高个子,做事也大大咧咧,上课一睡觉就被揪出来。当时他的人生理想是过散散漫漫的生活,不想学英语,也不想出国,能在大学里呆着讲讲物理,找个舒服的地方窝着就行。

但是他们所在的年代,正处在理想主义的烈日之下。在餐厅吃饭的时候,学生在下面吃,台上站着人演讲,竞选区人大代表。高两级的师兄比他们大十几岁,是下过乡的一代人,常常教训他们,大学不是让你逛着玩的,不能辜负时代的责任。那时候有一种特别的使命感,认为中国应该改变,机会就在前面,就觉得我们不做大事,就对不起历史了。高原宁告诉《人物》。

我们这些人是经历过『文革』的,你自己看得到,我们从前途迷茫、理想跟现实有巨大的分裂,一直走到后来,走到改革开放,你发现自己跟国家的未来多多少少有点关系。我上大学体会的就是这种乐观和希望,学好了物理,对国家、对自己都是有用的,这种理想不需要任何人教。王贻芳说。

王贻芳被导师催着参加了丁肇中的面试,很快入选。而毕业时,高原宁本来想留校当老师,北大的导师把他赶了出去,你不能这样,你得去更前沿的地方。后来他去英国读博,好不容易在组里适应了,博士导师又把他赶走了,你不能再在这里呆下去了,你要去研究最好的物理。

在那个时候,最好的物理就是希格斯物理,被称为上帝粒子的希格斯粒子可以赋予其他基本粒子质量,是粒子物理学标准模型的基石。CERN在年代提出建造大型强子对撞机LHC,寻找希格斯粒子,这是迄今世界上最大、能量最高的粒子对撞机。美国也提出了自己的对撞机提案SSC,两个对撞机方案几乎同时开始筹备研究。

年,王贻芳在意大利佛罗伦萨大学攻读博士图源受访者

刚到丁肇中的实验组,导师把王贻芳安排在意大利的佛罗伦萨大学读博。在佛罗伦萨的公共汽车站,当时也在留学的雕塑家黄黑妮碰到了这个新来的年轻人。他说他来就是研究一下这个加速器是怎么回事,以后回国我们自己也做一个,非常简单,就这句话。这句话到现在都很有份量,整个看过来,特别清晰,就这句话。

那时候,CERN是整个高能物理的前沿阵地。娄辛丑也在同一时期到CERN学习,埋头做实验的时候,同事总跟他说,咱们喝咖啡去。后来才发现,在这里,喝咖啡是一种工作暗号。一说喝咖啡大家都带着本儿,边喝边聊问题,聊通了再回去,坐下来继续做事。另一个暗号是敲门,问题卡住的时候就敲门找人讨论,可以敲别的实验、别的专业、完全不认识的门,坐下来喝咖啡,一起想办法。那时候就感觉,哎呀,我的生活圈就像到了科学的共产主义一样。娄辛丑告诉《人物》。

这三个物理学同期生最终走出一条相似的人生轨迹——在共和国最迷茫的10年里长大,目睹了改变,选择了物理,成为第一代接受完整专业训练的科学家,花了十几年到科学前沿学习最好的物理,并最终把它带回中国,让它落地。

只不过,他们学到的第一条经验是,最好的物理其实跟自己没多大关系。

CERN是一个平等的科学共同体,但实验里的话语权是由科学经验决定的。没有做过很多实验,就没有发言权,很难参与核心。他们在国内从没做过高能实验,因为那时候国内的对撞机提案都还没通过。他们很难参与核心工作,能做的就是找自己能做的事情,边做边学习。

博士毕业那年,娄辛丑有两份工作机会,CERN给他一个位置,美国德克萨斯大学(达拉斯)也给他一个位置,他选择了后者。这份工作是一边在美国德克萨斯大学达拉斯分校任教,一边就近参与SSC的实验。但是等他办好了手续,到学校赴职的时候,SSC项目已经流产了,起初一段时间他的工作就是分东西,实验不做了,剩下的仪器、设备、计算机拿出来,大家分一分。

这是第一份工作带来的经验:科学是会失败的。后来他也跟美国同事讨论,问题究竟出在哪儿。很多人的第一反应都是沉默,这是一种太复杂的失败,所有错误盘根错节地纠缠在一起。政府让一个退休海军上将领导这个科学实验,不懂科学的外行领导浪费了大量的钱,让公众误以为大科学就是挥霍的无底洞,再叠加上两党政治的斗争,一届政府的项目,下一届政府竭力反对。科学、政府、公众之间相互怀疑,彼此误解,项目失败又产生了一种更广泛的误解,反对大科学成了一种正确。

然而,科学一旦失败,对一代人的打击是惨烈的。娄辛丑作为亲历者,去美国的大学里做报告,给他们展示照片,当初新研制的超导磁铁到现在还在那儿晾着,过了20年全生锈了。美国学生都掉泪了,这个事情没做成,对他们的打击是非常大的。美国科学家两代人的锐气都被打掉了,直到现在,不敢再提对撞机,没有勇气再在自己的国家做这个事儿了,都觉得出问题了。为实验挖的坑洞一直留在现场,去了华尔街的前SSC雇员出钱把它填上了,后来下雨又陷了下去。十几年以后,娄辛丑带着儿子女儿去找过实验遗址,找了好久也没找到。

也就是在这个密布着反对声的时候,丁肇中带着团队开始了他们的大科学实验,这就是后来的AMS实验。这是一个空间实验,由国际空间站搭载的AMS每90分钟绕行地球一周,筛查宇宙射线,寻找反物质、暗物质。最初的筹备小组只有十几个人,王贻芳是其中一员,参与实验设计。反对、困难、技术局限、没钱,这些SSC的难题也摆在他们的面前,但是丁肇中考虑的第一因素不是这些,他反复问自己,也问王贻芳同样的问题——30年以后,你的科学目标还有没有意义?你的预期科学成果还有没有意义?你发的文章还有人看吗?

我从他身上学到第一条就是,科学目标第一。因为经常有人想,我有多少钱、做多少事。先讨论钱,后讨论科学目标。丁肇中不一样,他首先就问,你的科学目标是什么?30年以后,你的科学还有没有意义?如果这个科学只在现在有意义,那你就不要做了。王贻芳说。

王贻芳在丁肇中身上看到了一个物理学家真正的样子,不是如何强悍,而是如何做决定。一个高能实验物理学家一生只能选一两个实验机会,选择的科学目标就意味着一个人的几十年、一代人的全部、一个国家的一次机会,这是一个沉重的路径选择,你要非常小心地把所有影响因素纳入考虑,钱的问题、人员问题、技术问题,做大量计算,又要非常坚定,摆脱短视的束缚。科学家是只能活一世的人,但物理学的实验一旦做成,会活到下一代人手里,活过下一个30年,所以一个实验物理学家需要坚持的不是眼前的得失,而是未来的正确。

在这个抉择过程中,反对并不是一个纳入考虑的因素。丁肇中在SSC引发的反对浪潮中,说服了国会接纳AMS实验。哥伦比亚号航天飞机爆炸后,送AMS升空的航天飞行一度取消,丁肇中游说国会投票批准,在航天飞机项目永久终止前,额外增加一个飞行任务,把它送上空间站。他最有名的一句话,是回应美国能源部对自己实验的反对,我拒绝你的拒绝。

其实,一个物理学家的强硬并不来自于他的个性,而是来自于他对于科学的判断,对未来的理解,对真理的信念。

王贻芳(右一)与导师和丁肇中及丁肇中夫人图源受访者

现实感

33岁那一年,王贻芳做出了自己职业生涯的第一个强硬决定,向合作了11年的导师请辞,去研究中微子。他先去了斯坦福大学,后来回国,主导中微子实验。

这是当时谁都不同意的选择。辞职的时候,丁肇中不同意,回国的时候,妻子也反对。当时的中微子是边缘课题,去大学做讲座只会有几个人来听,远没有留在丁肇中的实验组受

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